Порядок выполнения работы. Последовательное соединение элементов L, C, R

                    Порядок выполнения работы.

В работе используются электроизмерительные приборы: генератор ГЗ-112, вольтметр ВЗ-38, осциллограф С1-93.

Собрать электрическую схему изображенную на рис.5

С

L

Осциллограф 1              2

I

UГ

~

V

R

 

     

                                                              

              

     Рис.5. Принципиальная электрическая схема эксперимента с последовательным соединением R, L, C.

 

 Включить электроизмерительные приборы, установить на генераторе синусоидальных колебаний подсчитанную частоту и заданное напряжение, подключив сигнальный провод вольтметра к сигнальному выходу генератора. Заполнить таблицу 3.

 

 

Таблица 3.

	Параметр	UR	UC	UL
Измерение	U
	φ
Расчет	U
	φ

 

Для измерения напряжения на элементе и его фазового сдвига относительно входного напряжения необходимо элемент подключить к общему проводу. На схеме рис.5. измеряется U_R  и φ_R= φ_I  – фаза тока относительно входного напряжения U_Г. Вольтметр показывает действующее значение U_R. Измерение фазового сдвига производиться двухлучевым осциллографом, который необходимо подготовить к измерениям. На экране осциллографа два синусоидальных колебания рис.6. Установить синхронизацию по 2 каналу. Начало развертки лучей установить на самое левое деление экрана, ручкой ↔ право-лево, ручками каналов ↕ вверх-вниз установить лучи каналов на центр экрана. Ручками чувствительность каналов установить примерно одинаковые амплитуды сигналов по каналам (2-3 клетки). Ручкой «развертка» установить полпериода сигнала равным 9 клеткам по горизонтали, каждая клетка будет соответствовать 20° сдвига фаз.

U

t

  

 

 Рис.6. Экран осциллографа при измерении фазового сдвига сигналов.

Кривая 2 отстает от кривой 1 на - 43⁰, сигнал 3 опережает на 60⁰ опорный сигнал 1 (фаза отстающего сигнала берется с минусом, опережающего с плюсом). Опорный сигнал U_Г подается на 2 канал осциллографа это сигнал 1 на рисунке, им осуществляется синхронизация картинки на экране.

 Для измерения U_C  и ϕ_C,  R и C меняются местами в схеме. При измерении U_L -индуктивность подключается к измерительным приборам, причем последовательное подключение элементов остается.

 Построить векторную диаграмму сигналов приведенных в таблице 3. За базовое направление выбираем направление вектора тока (ток во всех элементах цепи одинаков), откладываем U_R  по горизонтальной оси, это означает ϕ_R= ϕ_I= 0 (помним что в таблице  ϕ_R= ϕ_I не равно 0).  Откладываем вектора U_L, U_C алгебраически складывая соответствующие фазы с фазой U_R._. Фаза напряжения на индуктивности опережает фазу тока на 90° градусов, а фаза напряжения на конденсаторе отстает от фазы тока на 90° градусов. На векторную диаграмму могут влиять активные сопротивления катушки индуктивности и емкости.